Обдукция — это геологический процесс, при котором более плотная океаническая кора (и даже верхняя мантия ) соскабливается с нисходящей океанской плиты на границе сходящейся плиты и надвигается на вершину соседней плиты. [1] [2] Когда океанические и континентальные плиты сходятся, обычно более плотная океаническая кора опускается под континентальную кору в процессе субдукции . [3] Обдукция, которая менее распространена, обычно происходит при столкновении плит в орогенных поясах (некоторая часть материала погружающейся океанической плиты внедряется на континентальную плиту) [4] или задуговых бассейнах (областях, где край континент отодвигается от остальной части континента из-за напряжения столкновения плит). [5]
Обдукция океанической литосферы образует характерный набор типов горных пород, называемый офиолитом . Этот комплекс состоит из глубоководных осадочных пород ( кремни , известняки , обломочные отложения), вулканических пород ( подушечные лавы , вулканическое стекло , вулканический пепел , слоистые дайки и габбро ) и перидотита (мантийная порода). [6] Джон Макфи описывает образование офиолита путем обдукции как «когда океанская кора соскальзывает во впадину и уходит под континент, [и] часть коры — то есть офиолит — сбривается сверху и оказывается на губе континента». [7]
Обдукция может произойти, когда фрагмент континентальной коры попадает в зону субдукции, что приводит к надвигу океанических основных и ультраосновных пород из мантии на континентальную кору. Обдукция часто происходит там, где небольшая тектоническая плита оказывается зажатой между двумя более крупными плитами, при этом кора (как островная, так и океаническая) приваривается к соседнему континенту , образуя новый террейн . Когда две континентальные плиты сталкиваются, обдукция океанической коры между ними часто является частью образовавшейся складчатости . [ нужна цитата ]
Этот процесс происходит под и за внутренними стенками океанических желобов (зона субдукции), где куски океанической коры и мантии отрываются от верхней части нисходящей плиты, заклиниваются и упаковываются в комплексы высокого давления у переднего края другой плиты. . [8]
Ослабление и растрескивание океанической коры и верхней мантии, вероятно, происходит в режиме растяжения. Это приводит к включению плит офиолита в перекрывающую плиту. [8] Прогрессирующая упаковка ломтиков офиолита и фрагментов дуг на переднем крае континента может продолжаться в течение длительного периода времени и привести к определенной форме континентальной аккреции .
Простейшая форма такого типа обдукции может быть следствием развития зоны субдукции вблизи окраины континента. Выше и позади зоны субдукции над нисходящей плитой поднимается слой океанической коры и мантии. Океан, находящийся между континентальной окраиной и зоной субдукции, постепенно поглощается до тех пор, пока континентальная окраина не достигает зоны субдукции, и гигантский клин или кусок ( покров ) океанической коры и мантии не проталкивается через континентальную окраину. [ нужна цитата ] Поскольку плавучесть относительно легкой континентальной коры, вероятно, будет препятствовать ее обширной субдукции, произойдет смена полярности субдукции, в результате чего лист офиолита будет лежать над нисходящей плитой. [ нужна цитата ]
Однако если между континентальной окраиной и зоной субдукции окажется большой участок океана, то в конечном итоге может появиться полностью развитая дуга и задуговой бассейн , которые столкнутся с континентальной окраиной. Дальнейшая конвергенция может привести к надвигу комплекса вулканических дуг и может последовать за изменением полярности субдукции . Судя по строению горных пород, а также по сложно деформированному офиолитовому фундаменту и дуговым интрузиям, Прибрежный комплекс западного Ньюфаундленда вполне мог образоваться по этому механизму. [8]
Эта концепция предполагает прогрессивное поднятие активно расширяющегося океанического хребта, отрыв фрагментов от верхней части литосферы и последующее гравитационное сползание этих фрагментов на окраину континента в виде офиолитов. Эту концепцию отстаивал Рейнхардт [9] для размещения комплекса офиолитов Семаил в Омане и аргументировали Черч [10] , а также Черч и Стивенс [11] для размещения листа залива Островов на западе Ньюфаундленда. Впоследствии эта концепция была заменена гипотезами, пропагандирующими субдукцию континентальной окраины под океаническую литосферу.
Многие офиолитовые комплексы были внедрены в виде тонких горячих пластин океанической литосферы вскоре после их образования в результате аккреции плит. [12] Переход от границы расширяющейся плиты к границе субдукционной плиты может быть результатом быстрой перестройки относительного движения плит. Трансформный разлом также может стать зоной субдукции, где сторона с более высокой, горячей и тонкой литосферой нависает над нижней и более холодной литосферой. Этот механизм мог бы привести к обдукции офиолитового комплекса, если бы он произошел вблизи окраины континента. [8]
В ситуации, когда спрединговый хребет приближается к зоне субдукции, хребет сталкивается с зоной субдукции, и в это время будет развиваться сложное взаимодействие тектонических осадочных пород, связанных с субдукцией, и тектонической магматической активности, связанной с спредингом. Оставшийся хребет может либо погружаться, либо подниматься вверх через желоб на разрыв дугового желоба и дуговые террейны в виде горячего среза офиолита. [8]
Потенциальным примером является постепенное уменьшение плиты Фараллон у берегов Калифорнии. Обдукции офиолита не следует ожидать, поскольку две плиты имеют общую правостороннюю трансформную границу. Однако крупное столкновение Кула - Тихоокеанской плиты с Аляскино-Алеутской плитой привело к началу субдукции Тихоокеанской плиты под Аляску без каких-либо признаков обдукции или каких-либо серьезных проявлений «проглатывания» хребта. [8]
Дьюи и Бёрд [13] предполагают, что распространенная форма обдукции офиолитов связана с закрытием окраинных бассейнов тыловой дуги и что во время такого закрытия в результате субдукции куски океанической коры и мантии могут быть выброшены на прилегающие континентальные форланды и размещены в виде пластины офиолита. В области высоких тепловых потоков вулканической дуги и задугового бассейна литосфера особенно тонка.
Эта тонкая литосфера может преимущественно разрушаться вдоль полого падающей поверхности надвига, если к региону приложено напряжение сжатия. В этих обстоятельствах тонкий слой литосферы может отделиться и начать перемещаться по прилегающей литосфере, чтобы, наконец, закрепиться в виде тонкого слоя офиолита на прилегающем континентальном форланде. [8] Этот механизм представляет собой форму конвергенции плит, при которой тонкий горячий слой океанической литосферы перекрывает более холодную и толстую литосферу.
По мере того, как океан постепенно оказывается в ловушке между двумя сталкивающимися континентальными литосферами, поднимающиеся клинья океанической коры и поднятия мантии захватываются между континентальными плитами, отделяются и начинают двигаться вверх по наступающему континентальному поднятию. Продолжающаяся конвергенция может привести к надвигу разрыва дуга-траншея и, в конечном итоге, надвигу метаморфических плутонических и вулканических пород вулканической дуги.
После полной субдукции океанического тракта продолжающаяся конвергенция может привести к дальнейшей последовательности внутриконтинентальных механизмов сокращения земной коры. Считается, что этот механизм отвечает за различные океанские бассейны Средиземноморского региона. Считается, что Альпидский пояс отражает сложную историю взаимодействия плит во время общего сближения Евразийской и Африканской плит. [8]
Сегодня известно, что под океанической плитой скрыто несколько континентальных плит, но в прошлом это, по-видимому, случалось несколько раз. Таким образом, есть примеры пород океанической коры и более глубоких пород мантии, которые были скрыты и теперь обнажены на поверхности по всему миру. Новая Каледония является одним из примеров недавнего сдерживания. Горы Кламат в северной Калифорнии содержат несколько скрытых океанических плит, наиболее известная из которых — офиолит Берегового хребта . Похищенные фрагменты также найдены в горах Хаджар в Омане, [9] в горах Троодос на Кипре , в Ньюфаундленде , [13] в Новой Зеландии , в Альпах Европы, на Шетландских островах Унст и Фетлар, на острове Лека в Норвегии и в Голубом море . Хребет Офиолит в Аппалачах на востоке Северной Америки.